超声波换能器是一种将电能转换成机械能的器件。其基本工作原理是将声源发出的电信号通过转换电路转换为相应的机械能量（如压力、速度等）并作用在负载上；当被测物体遇到该超声振动时会产生反射或透射现象。
不同用途的换能器对性能参数的要求不同，例如，对于发射型换能器，要求换能器有大的输出功率和高的能量转换效率;而对于接收型换能器，则要求宽的频带和高的灵敏度及分辨率等。因此，在换能器的具体设计过程中，根据具体的应用，对换能器的有关参数进行合理的设计。
超声波换能器的功能是将输入的电功率转换成机械功率（即超声波）再传递出去，而自身消耗很少的一部分功率。
超声波换能器，要解决的技术问题是设计一种作用距离大、频带宽的超声波换能器。
换能器由外壳、匹配层、压电陶瓷圆盘换能器、背衬、引出电缆和Cymbal阵列接收器组成。压电陶瓷圆盘换能器采用厚度方向极化的PZT-5压电材料制成，Cymbal阵列接收器由8～16只Cymbal换能器、两个金属圆环和橡胶垫圈组成。本发明的作用距离大于35m，频带宽度达到10kHz，能检测高速移动的远距离目标。
使用超声波换能器主要考虑的问题就是与输入输出端的匹配，其次是机械安装和配合尺寸。换能器的频率相对而言还比较直观些。该频率是指用频率（函数）发生器，毫伏表，示波器等通过传输线路法测得的频率，或用网络阻抗分析仪等类似仪表测得的频率。一般通称小信号频率。与它相对应的是上机频率，即客户将换能器通过电缆连到机箱上，通电后空载或有载时测得的实际工作频率。因客户匹配电路各不相同，同样的换能器在不同的驱动电源（电箱）表现出来的频率是不同的，这样的频率不能作为交流讨论的依据。
压电陶瓷超声波换能器工作原理：压电技术采用锆钛酸铅制成的具有特殊电性能的晶体。在换能器中，这种晶体材料在相对表面附着两根电线。然后将晶体和接线组装在两个金属片之间的外壳中。当电流流过接线并进入晶体时，晶体会迅速改变形状并膨胀。当电流停止时，晶体回到原来的形状。利用该技术的超声波换能器通过晶体的电流快速循环设定的频率，从而产生共振效果。
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